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温度梯度场中声线传播路径数值研究 被引量：33
1
作者 姜根山 安连锁 杨昆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期210-214,共5页
该文利用光学 Fermat 原理和数学变分方法,建立了三维温度梯度场中的声传播路径的数学模型,数值计算了一维轴对称和二维单峰圆对称温度梯度场中的声线传播路径,揭示了一维轴对称温度场对声传播具有“墙壁效应”,二维单峰(谷)圆对称温度... 该文利用光学 Fermat 原理和数学变分方法,建立了三维温度梯度场中的声传播路径的数学模型,数值计算了一维轴对称和二维单峰圆对称温度梯度场中的声线传播路径,揭示了一维轴对称温度场对声传播具有“墙壁效应”,二维单峰(谷)圆对称温度场对声传播具有“透镜效应”的物理特征。根据温度梯度场中的声线弯曲事实,指出了按等温介质中的声波直线传播规律来诊断声源位置,必然会发生“蜃听”现象,导致源定位失真,并进一步对定位方法及其产生虚源的位置进行了分析,为研究炉内管道泄漏声检测及其定位技术,乃至声学测温技术中的温度场重建提供了基础研究。 展开更多
关键词 温度梯度场 声线 单峰 一维 声传播 变分方法 轴对称 传播路径 内管 数值研究
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基于声线到达时差的浅海声速剖面反演 被引量：16
2
作者 张忠兵 马远良 +1 位作者 倪晋平 童 立 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期36-39,共4页
提出了采用声线到达单个水听器到达时间差反演浅海声速剖面的方法，并给出了具体算法。根据仿真观测数据，采用该方法反演得到声速剖面与声速剖面真值之间误差的均方根为＝1.04 m/s、平均值为1．87 m/s。研究结果表明该反演方法可以用... 提出了采用声线到达单个水听器到达时间差反演浅海声速剖面的方法，并给出了具体算法。根据仿真观测数据，采用该方法反演得到声速剖面与声速剖面真值之间误差的均方根为＝1.04 m/s、平均值为1．87 m/s。研究结果表明该反演方法可以用于反演浅海声速剖面。 展开更多
关键词 到达时间差 浅海声速剖面 反演 声线 海洋声学
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一种考虑声线弯曲的温度场重建算法 被引量：20
3
作者 颜华 王善辉 +1 位作者 刘丽钧 周英钢 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期705-713,共9页
声波在非均匀温度场中传播时会由于声波的折射而产生声线弯曲现象。为提高非均匀温度场声学CT(Computer Tomography)重建精度,提出一种考虑声线弯曲的重建算法。首先用最小二乘法获得一个不考虑声线弯曲的重建温度场,然后用打靶-插值法... 声波在非均匀温度场中传播时会由于声波的折射而产生声线弯曲现象。为提高非均匀温度场声学CT(Computer Tomography)重建精度,提出一种考虑声线弯曲的重建算法。首先用最小二乘法获得一个不考虑声线弯曲的重建温度场,然后用打靶-插值法确定本征声线出射角,用三角形前向展开法追踪声线,获得此温度场中声波发射/接收器间的本征声线,建立本征声线上声波传播时间与温度分布间的关系,进而实现考虑声线弯曲的最小二乘法温度场重建。单峰、双峰温度场仿真重建结果表明:所采用的本征声线追踪法计算简单运行速度快;考虑声线弯曲后,可明显提高温度场重建精度。因此所提重建算法能更好地适应实际温度场重建需求。 展开更多
关键词 重建算法 声线 重建精度 出射角 最小二乘法 展开法 插值法 温度分布 声波传播 直线方向
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声学中的数值模拟方法及其应用范围 被引量：10
4
作者 冯涛 王晶 《北京工商大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第1期41-43,共3页
有限元法、边界元法、统计能量法以及声线声锥法是声学领域中常用的数值模拟方法,本文中分析了各种方法的特点,探讨了以上各种方法之间的综合使用问题,在此基础上对它们的应用范围进行了比较,指出基于波动方程的有限元法和边界元法主要... 有限元法、边界元法、统计能量法以及声线声锥法是声学领域中常用的数值模拟方法,本文中分析了各种方法的特点,探讨了以上各种方法之间的综合使用问题,在此基础上对它们的应用范围进行了比较,指出基于波动方程的有限元法和边界元法主要适用于中低频段,而基于能量流模型的统计能量法和几何声学的声线声锥法主要适用于中高频段.最后对数值模拟的实现途径进行了讨论. 展开更多
关键词 声学 数值模拟 有限元 边界元 统计能量分析 声线 声锥
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三维声线追踪的正三棱锥前向伸展算法 被引量：15
5
作者 姜薇 李太宝 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期404-408,共5页
提出一种在三维空间中求取声路径的高速声线追踪算法。该算法在声线前进方向的局部微小空间作一小正三棱锥,以使其内部的声速场可近似为线性;由于在线性声速场中声线轨迹总是在一个平面内,所以可使用二维空间中的三角形前向伸展算法确... 提出一种在三维空间中求取声路径的高速声线追踪算法。该算法在声线前进方向的局部微小空间作一小正三棱锥,以使其内部的声速场可近似为线性;由于在线性声速场中声线轨迹总是在一个平面内,所以可使用二维空间中的三角形前向伸展算法确定声路径。完成了该算法的理论推导,并通过数值模型对其进行了检验。实验数据显示该算法有较高的运算速度和精确度,比传统三维算法更加简洁可靠,可望应用于三维超声层析像重建的散射修正。 展开更多
关键词 追踪算法 三维空间 三棱锥 声线 伸展 前向 二维空间 理论推导 数值模型
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典型深海声场频率-距离干涉结构分析及实验研究 被引量：16
6
作者 翁晋宝 李风华 郭永刚 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期330-342,共13页
基于射线理论分析了在典型深海情况下声源与接收水听器位于海水表层时声场频率-距离干涉结构,给出了直达声作用区与影区情况下声场频率-距离干涉结构的近似理论表达式。数值仿真与实验结果表明:在直达声作用区内,由直达声与海面一次反... 基于射线理论分析了在典型深海情况下声源与接收水听器位于海水表层时声场频率-距离干涉结构,给出了直达声作用区与影区情况下声场频率-距离干涉结构的近似理论表达式。数值仿真与实验结果表明:在直达声作用区内,由直达声与海面一次反射声形成声场干涉结构,频率域干涉周期为该两条声线到达时间差的倒数;在影区内,由声源-海底-接收器、声源-海面-海底-接收器、声源-海底-海面-接收器和声源-海面-海底-海面-接收器四条声线形成声场干涉结构,声强随着频率具有两种干涉周期,分别随着声源深度、接收水听器深度的增大而减小,并与收发距离有关。本文给出的理论表达式可以较好的解释实验观测到的声场频率-距离干涉结构。 展开更多
关键词 水听器 深海声场 声场特性 直达声 收发距 作用区 理论表达式 一次反射 声强 声线
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基于BELLHOP模型的水下信道仿真方法研究 被引量：14
7
作者 李孟 周荣艳 《舰船电子工程》 2018年第8期166-169,共4页
论文采用BELLHOP模型对水下信道进行仿真,并研究了对目标声源的探测方法和阵列最佳布放方法与声线的关系。首先介绍了水下声场建模基本原理,利用BELLHOP模型对水下信道进行仿真并得到所需要相关输出参数,之后求得水声信道中声源到各个... 论文采用BELLHOP模型对水下信道进行仿真,并研究了对目标声源的探测方法和阵列最佳布放方法与声线的关系。首先介绍了水下声场建模基本原理,利用BELLHOP模型对水下信道进行仿真并得到所需要相关输出参数,之后求得水声信道中声源到各个阵元的传递函数,通过改变声源位置参数得到各组相应的传递函数。最后研究采用遗传算法的最优布局中节点的布放位置与声线之间的关系,实验结果表明,采用传递函数能够较好地对水声信道中信号的传播途径进行模拟,此外,无论声线数目的多少,最优节点始终放置在声线上。 展开更多
关键词 BELLHOP模型 水下信道 声线 最优布局
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深海近距离声场频率-距离干涉结构反演海底声学参数 被引量：14
8
作者 翁晋宝 李风华 郭永刚 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期207-215,共9页
地声反演一般存在多解性的问题,不易有效分离沉积层声速与厚度,本文提出了一种当声源与接收水听器分别位于海面与海底附近时匹配声场干涉周期反演深海沉积层声速与厚度的方法。该声场周期结构由直达波与海底沉积层反射回波干涉形成,其... 地声反演一般存在多解性的问题,不易有效分离沉积层声速与厚度,本文提出了一种当声源与接收水听器分别位于海面与海底附近时匹配声场干涉周期反演深海沉积层声速与厚度的方法。该声场周期结构由直达波与海底沉积层反射回波干涉形成,其干涉周期受沉积层声速和厚度影响,通过匹配实测与理论计算的声场干涉周期可有效反演沉积层声速和厚度。开展了深海实验验证,利用水听器接收到的近距离船舶噪声的声场干涉条纹,反演得到的实验海域海底沉积层声速与该海域海底表层采样平均值差小于20 m/s。数值仿真与实验结果表明该方法可以有效反演沉积层的声速与厚度。 展开更多
关键词 水听器 干涉项 反射回波 沉积层 多解性 声学参数 声强 声线 周期结构 收发距
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短基线平面阵形双曲面定位系统的声线修正 被引量：6
9
作者 李迎春 吴德明 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 1992年第5期340-344,共5页
本文提出了一种适用于短基线平面阵形双曲面定位系统的声线修正方法,即用差分方程求迭代量(修正量)的一种迭代方法.用此方法所作的模拟计算表明,在相同的水文条件和阵形情况下,修正后的定位误差可由未经修正时的数米到数十米降至0.5米以... 本文提出了一种适用于短基线平面阵形双曲面定位系统的声线修正方法,即用差分方程求迭代量(修正量)的一种迭代方法.用此方法所作的模拟计算表明,在相同的水文条件和阵形情况下,修正后的定位误差可由未经修正时的数米到数十米降至0.5米以下.此法原则上可用于其它各种阵形. 展开更多
关键词 水下定位 声线 双曲面 平面阵形
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声波法测量炉内温度场有限元模拟研究 被引量：8
10
作者 李言钦 姬会东 +3 位作者 周俊杰 曹海亮 钟委 周怀春 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期837-842,866,共7页
根据切圆炉内典型温度分布特征建立了高斯二维温度场模型,采用有限元软件Comsol并基于声波动方程理论模拟了脉冲声波在温度场中的传播过程,获得了波阵面在相应温度分布下的可视化结果,利用互相关函数法计算了声波在场内的传播时间.作为... 根据切圆炉内典型温度分布特征建立了高斯二维温度场模型,采用有限元软件Comsol并基于声波动方程理论模拟了脉冲声波在温度场中的传播过程,获得了波阵面在相应温度分布下的可视化结果,利用互相关函数法计算了声波在场内的传播时间.作为检验,建立了声线理论模型,并进行基本正确性验证.由声线理论模型得到模拟温度场内声波路径分布,并通过积分法得到理论声波传播时间.结果表明:由波动方程模型模拟出的高斯温度场中的声波传播时间普遍比理论解偏大,误差均在1%以内;误差原因在于数值求解波动方程模型中产生的声源信号伪前移现象,且声源处网格越密、温度越高,伪前移量越大. 展开更多
关键词 声波法 有限元 声线 温度场 传播时间
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海洋内波对水声场的扰动 被引量：5
11
作者 沈国光 叶春生 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2002年第2期78-84,共7页
针对海洋内波对水声传播影响的问题 ,在简要引出内波方程、水声方程和内波解、射线理论之后 ,以水深 2 10 0m等V is l 频率的全板造波内波解对双线性水声剖面情况计算了内波和内波对声场及声线传播的影响。结果表明 。
关键词 海洋内波 水声学 声线
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基于波前传播时间插值的三维声线追踪算法 被引量：5
12
作者 黄月琴 张建中 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期21-27,共7页
研究了先正向计算波前传播时间,再根据波前传播时间反向确定声线路径的三维非均匀介质声线追踪算法。在正向步骤,根据程函方程,使用基于水平集的GMM(Group Marching Method)波前扩展算法,从声源开始,逐步计算离散介质网格节点上的波前... 研究了先正向计算波前传播时间,再根据波前传播时间反向确定声线路径的三维非均匀介质声线追踪算法。在正向步骤,根据程函方程,使用基于水平集的GMM(Group Marching Method)波前扩展算法,从声源开始,逐步计算离散介质网格节点上的波前传播时间。在反向步骤,利用正向步骤计算出的网格节点上的波前传播时间,从接收点开始,向声源方向逐单元追踪声线路径。在每个长方体单元内,首先把任意点上的波前传播时间用该单元网格节点上的已知波前传播时间的线性插值函数来表示,再根据Fermat原理,提出了确定三维声线路径的方法。实验结果表明,本文方法提高了三维声线追踪的精度和计算速度。 展开更多
关键词 三维非均匀介质 线性插值函数 传播时间 追踪算法 波前 声线 Fermat原理 计算速度
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声场计算与分析技术
13
作者 王炳和 《武警工程学院学报》 2001年第2期10-12,共3页
声场计算与分析技术是近代声学理论与应用发展中十分重要的手段和依据。随着计算数学和计算机技术的迅速发展，声场分析技术突飞猛进并日趋成熟和完善，文章就声场分析技术所涉及的主要方法、特点及其应用的进展进行了评述和讨论。
关键词 声场分析 解析法 声线 数值计算
原文传递
基于声学测温的水冷壁局部超温监测研究 被引量：4
14
作者 张世平 安连锁 +3 位作者 李庚生 沈国清 冯强 邓喆 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期302-307,共6页
以理论和试验相结合的方法,对锅炉热态时水冷壁附近的温度场及声线分布进行了研究,开发了基于声学测温的水冷壁局部超温监测系统,并在国内某300MW锅炉机组上进行了试验研究.结果表明:声学测温技术应用于水冷壁局部超温监测是完全可行的... 以理论和试验相结合的方法,对锅炉热态时水冷壁附近的温度场及声线分布进行了研究,开发了基于声学测温的水冷壁局部超温监测系统,并在国内某300MW锅炉机组上进行了试验研究.结果表明:声学测温技术应用于水冷壁局部超温监测是完全可行的;锅炉热态时,水冷壁附近的声线会朝着炉膛内高温侧发生弯曲;系统测得的烟气温度作为基准量能很好地反映水冷壁向火侧壁面温度的变化情况;线性扫频信号可以作为监测系统的声源信号,扫频区间在500～3 000Hz为宜;此系统中,互相关时延估计法能准确地计算出声波飞渡时间. 展开更多
关键词 水冷壁 声学测温 超温 线性扫频信号 声线
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冲击阻尼板的尺寸辨识与声线索提取 被引量：3
15
作者 张冰瑞 陈克安 +1 位作者 梁雍 赵华勇 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期605-612,共8页
针对冲击板的物理属性辨识问题,研究了尺寸辨识的恒定声线索提取及其在听觉感知中所起的作用。设计并完成了三组主观评价实验,实验1分析了录音和合成声作为声刺激对尺寸辨识的影响。实验2和实验3分别针对铝板和木板的冲击声,通过不相似... 针对冲击板的物理属性辨识问题,研究了尺寸辨识的恒定声线索提取及其在听觉感知中所起的作用。设计并完成了三组主观评价实验,实验1分析了录音和合成声作为声刺激对尺寸辨识的影响。实验2和实验3分别针对铝板和木板的冲击声,通过不相似主观评价实验获得尺寸辨识的感知空间和对应力学空间维度,计算了不同声特征的信息精确度。最后,对比实验2和实验3的结果给出了尺寸辨识的恒定声线索,根据声线索与感知结果的相关性分析了听者的尺寸感知策略。结果表明,听者利用录音和合成声均获得了较好的尺寸辨识结果,且听者趋向于利用与尺寸有关的恒定声线索来完成感知任务,而忽略那些容易受其他声源属性影响的声信息。 展开更多
关键词 尺寸 辨识 声线 提取 阻尼板 评价实验 听觉感知 物理属性
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空穴来风 被引量：2
16
作者 阿微木依萝 《民族文学》 北大核心 2015年第8期90-95,共6页
蜘蛛人 年轻人就应该挂在46楼的高空刷墙,在那悬着的绳索上,腰间拴一桶粉浆。我这么想着,仿佛听见了隐隐约约的高空飘来的笑声。那声音出自我弟弟。他的声线好。我母亲曾经更是认为她儿子的笑声比我们姐妹二人甚至每一个人的笑声都好听。
关键词 稀松平常 声线 粉浆 空飘 底层人民 告诉我 在山 在路上 太远 在草原上
原文传递
深海直达波区卷积神经网络测距方法 被引量：2
17
作者 王文博 苏林 +2 位作者 贾雨晴 任群言 马力 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1081-1092,共12页
深海声场通常可以看作不同掠射角的多途声线在接收器处的叠加,其中经海底反射的声线携带与海底参数有关的声场特征。利用深度卷积神经网络分别学习垂直阵声压域(CNN-Field)和垂直阵波束域(CNN-CBF)特征的方法被用来估计直达波区声源距... 深海声场通常可以看作不同掠射角的多途声线在接收器处的叠加,其中经海底反射的声线携带与海底参数有关的声场特征。利用深度卷积神经网络分别学习垂直阵声压域(CNN-Field)和垂直阵波束域(CNN-CBF)特征的方法被用来估计直达波区声源距离。该方法首先对仿真直达波区声场数据做预处理,然后将声压域和波束域的声场数据分别作为训练集训练深度卷积神经网络模型,最后输入测试集数据到训练完成的模型中估计声源距离.实测环境参数的仿真实验表明CNN-Field方法在不同海底参数的测试集下测距结果差异较大,CNN-CBF方法差异较小,而且在16阵元10 m等间距垂直阵的阵元域信噪比大于0dB时估计准确率可以达到97%.海试数据处理结果表明CNN-CBF方法的直达波区内测距准确率高于CNN-Field,在距离10 km以内的平均准确率可以达到93.16%. 展开更多
关键词 波束域 卷积神经网络 掠射角 直达波 平均准确率 测距方法 声线 声场特征
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一种基于声线理论的声速剖面反演技术的研究 被引量：1
18
作者 梁捷 《气象水文海洋仪器》 2005年第1期1-4,共4页
本文讨论了采用声线理论反演声速剖面中所涉及的一些主要问题,例如声线模型,声线方程的求解方法,寻找特征声线的方法,声线传播时间计算方法,到达时间差的获取,时延估计方法,声速剖面的反演,声速剖面的经验正交函数的表示,拷贝时间差的获... 本文讨论了采用声线理论反演声速剖面中所涉及的一些主要问题,例如声线模型,声线方程的求解方法,寻找特征声线的方法,声线传播时间计算方法,到达时间差的获取,时延估计方法,声速剖面的反演,声速剖面的经验正交函数的表示,拷贝时间差的获取,反演代价函数确定及EOF系数的确定,EOF的正交函数的确定和获取背景声场平均声速的获取,海洋环境的模型选取。 展开更多
关键词 声速剖面 反演技术 线理 经验正交函数 到达时间差 求解方法 计算方法 传播时间 估计方法 代价函数 模型选取 海洋环境 EOF 线模型 声线
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室内声场中点声源的算法与模拟 被引量：1
19
作者 李久会 袁泉 +1 位作者 吴中立 孟凡顺 《辽宁工业大学学报（自然科学版）》 2009年第3期208-210,共3页
计算机模拟室内声场已经成为声学研究的一种有效方法,声源的数学算法对室内声场的分布模拟有很大的影响。利用等立体角,研究了室内声场的点声源模型的数学算法,并利用计算机进行了模拟;点声源的算法将为室内声场中声线的跟踪和声场的模... 计算机模拟室内声场已经成为声学研究的一种有效方法,声源的数学算法对室内声场的分布模拟有很大的影响。利用等立体角,研究了室内声场的点声源模型的数学算法,并利用计算机进行了模拟;点声源的算法将为室内声场中声线的跟踪和声场的模拟提供了有力的工具。 展开更多
关键词 室内声场 点声源 声线 计算机模拟
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做52赫兹的鲸
20
作者 姜思绮 《做人与处世》 2022年第2期52-53,共2页
52赫茲的鲸,即波长6.6米的鲸,它叫Alice,它1989年被发现,从1992年开始被追踪。在其他鲸鱼眼里,Alice就像是个哑巴,唱歌的时候没有人听见,难过的时候也没有人理睬。终其一生,52赫茲的鲸缓缓游弋在寂寞的深海之中。它无法与同类交流,只能... 52赫茲的鲸,即波长6.6米的鲸,它叫Alice,它1989年被发现,从1992年开始被追踪。在其他鲸鱼眼里,Alice就像是个哑巴,唱歌的时候没有人听见,难过的时候也没有人理睬。终其一生,52赫茲的鲸缓缓游弋在寂寞的深海之中。它无法与同类交流,只能隐匿在暗无天日的角落里。然而,它独特的声线,却为人类窥见鲸群生存世界的奥秘指引了方向。 展开更多
关键词 终其一生 声线 ALICE
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